Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Итак, остается привести основные этапы эволюции технологии Ultra Durable.

Эти этапы представлены в таблице 1. 

Таблица 1. Этапы эволюции Ultra Durable 

В качестве примеров материнских плат с Ultra Durable 5 можно привести модели:

• GA-Z77X-UP7  (флагман линейки Z77),
• GA-Z77X-UP5 TH,
• GA-Z77X-UP4 TH.
      

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Для современных настольных компьютеров компания Intel выпускает в настоящее время процессоры микроархитектуры Intel Core третьего поколения, изготавливаемые с использованием 22 нм техпроцесса. Основанные на разъеме LGA1155, эти процессоры имеют до четырех процессорных ядер и до 8 Мбайт кэш-памяти третьего уровня, при этом у старших моделей предусмотрен еще и автоматический подъем частоты, а соответственно, и общей производительности компьютеров в целом.

Для поддержки данных процессоров компания Intel выпустила нескольких чипсетов седьмой серии, ориентированных на разные сегменты рынка. Старшим среди них является Intel Z77 Express (Intel Z77).

Из важнейших особенностей чипсета Intel Z77 следует отметить поддержку всех процессоров на ядрах Sandy Bridge и Ivy Bridge, подключаемых посредством шины DMI 2.0 с пропускной способностью 4 Гбайт/с. Возможны конфигурации PCI Express 3.0: x16 / x8 + x8 / x8 + x4 (+ x4). Количество портов PCI Express 2.0 — 8, портов SATA — 6, из которых два — SATA 6Gb/s (SATA600), обеспечена поддержка RAID. Портов USB для подключения периферийных устройств — 14, из них USB 3.0 — 4.

На основе чипсетов данной серии все основные производители материнских плат объявили о выпуске соответствующих изделий. Среди них и компания Gigabyte, представившая соответствующую серию материнских плат (Z77-серия).

Старшим представителем данной линейки в настоящий момент является материнская плата GA-Z77X-UP7, созданная на основе чипсета Intel Z77. Данное изделие обладает широким набором функциональных возможностей и относится к изделиям верхнего уровня (High End).

Комплект (рис. 1) материнской платы GA-Z77X-UP7 состоит из следующих компонентов:

• материнская плата GA-Z77X-UP7,
• заглушка секции портов ввода/вывода (I/O-шильд),
• шесть Serial ATA кабелей;
• документация,
• выносная планка с разъемом eSATA,
• перемычка 2-Way SLI,
• перемычка 3-Way SLI,
• перемычка 4-Way SLI,
• перемычка 2-Way CrossFireX,
• комплект Wi-Fi/Bluetooth.

Комплект Wi-Fi/Bluetooth состоит из следующих компонентов:

• PCI-E плата расширения Gigabyte GC-WB300D  Wi-Fi/Bluetooth,
• две антенны Wi-Fi,
• соединительный кабель USB 2.0,
• DVD с программным обеспечением и драйверами,
• руководство с инструкциями по установке и настройке.

Рис. 1. Комплект материнской платы GA-Z77X-UP7

Внешний вид материнской платы плата GA-Z77X-UP7 и ее основные параметры представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

В качестве примеров материнских плат с Ultra Durable 5 можно привести модели GA-Z77X-UP7, GA-Z77X-UP5 TH, GA-Z77X-UP4 TH, созданные на основе чипсета Intel Z77 Express, а также GA-X79S-UP5 WIFI и GA-X79-UP4, центральными элементами которых являются чипсеты Intel C606 и Intel X79 Express.

Основные параметры материнских плат GA-Z77X-UP7, GA-Z77X-UP5 TH, GA-Z77X-UP4 TH приведены в таблице 1.

Таблица 1. Параметры  GA-Z77X-UP7,  GA-Z77X-UP5 TH,  GA-Z77X-UP4 TH 

В дополнение к описанным нововведениям в новейших моделях материнских плат Gigabyte реализованы и другие интересные и перспективные  аппаратно-программные средства, способствующие увеличению надежности, производительности и энергоэффективности компьютерных систем. Но это темы уже других статей.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Увеличение толщины печатных проводников в материнских платах обеспечило улучшение ряда их свойств, например, следующих важных характеристик:

• существенное снижение температуры,
• повышение энергоэффективности,
• улучшение стабильности работы.

Как следствие, это положительно повлияло на работу всей системы компьютера. Особенно благотворно это сказалось при работе комплектующих в жестких условиях оверклокинга (от англ. overclocking — работа компьютерных компонентов на повышенных тактовых частотах).

Действительно, увеличение толщины токопроводящих слоев уменьшило потери на передачу токов высоких уровней, достигающих иногда десятков ампер.

Как известно, передачи по печатным проводникам импульсных сигналов, которые характеризуются большими значениями передаваемого электрического тока, сопровождаются значительными перепадами напряжений из-за конечной проводимости проводников.

Остается добавить, что значительные перепады напряжений негативно сказываются на стабильности работы элементов материнской платы и компьютерных комплектующих.

Кроме того, при таких передачах выделяется немало тепла, которого тем больше, чем выше сопротивление проводников. И чем больше сопротивление проводников, тем больше энергии тратится впустую.

В результате приходится увеличивать число и мощность преобразователей, а также источника питания таких цепей. А это все повышает цену компьютера и стоимость его эксплуатации.

Дополнительное улучшение в материнских платах обеспечивает увеличение и толщины слоя заземления. Это не только улучшает энергопитание, но и позволяет улучшить экранировку высокочастотных цепей, что улучшает электромагнитную совместимость элементов.

В дополнение к перечисленному, удвоенная толщина слоев меди обеспечивает более эффективное охлаждение критических участков материнской платы, в том числе от процессора и расположенных рядом с ним компонентов.

Все это позволяет без нарушения надежности значительно повысить частоту работы элементов, что характерно для режимов разгона.

Еще одним улучшением является совершенствование изоляционного материала, используемого в производстве печатных плат. В результате конструкторы повысили  защиту от влажности, что еще больше увеличило устойчивость, надежность и ресурс материнских плат.  

Учитывая дальнейшее повышение тактовых частот, что требует адекватного повышения энергопитания, конструкторы усовершенствовали и элементы преобразователей, интегрированных в архитектуру материнских плат.

Все указанные наработки конструкторы Gigabyte воплотили в своих изделиях, присвоив своей разработке очередной порядковый номер Ultra Durable: технология Ultra Durable 5.

О преимуществах и достоинствах Ultra Durable 5 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Значительная часть технологий, внедряемых производителями материнских плат, направлена на повышение основных параметров выпускаемых ими изделий. К таким изделиям относятся:

• устойчивость,
• надежность,
• ресурс работы. 

Одной из таких перспективных разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte.

Со времени первого варианта Ultra Durable в архитектуре и производстве материнских плат произошли большие изменения.

Например, конструкторы отказались от традиционных для тех изделий обычных оксидных конденсаторов. Они заменили их эквивалентными моделями с твердым электролитом, надежность которых достигает 50 000 часов.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров.

Кроме того, низкие потери при работе конденсаторов уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии.

Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие элементы.

В дальнейшем конструкторы Gigabyte дополнили качественные конденсаторы с твердым диэлектриком дросселями с ферритовыми сердечниками и специальными мощными транзисторами, которые теперь стали частью локальных источников питания, интегрированных в архитектуру материнских плат.  

Необходимо отметить, что ранее в составе схем преобразователей использовались дроссели со стальными сердечниками. Однако с повышением рабочих частот, что связано с использованием современных высокопроизводительных компонентов, традиционные стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями.

Замена их на ферритовые дроссели обеспечила уменьшение потерь энергии и уменьшение электромагнитного излучения. Это упростило разработку компактных вариантов дизайна и увеличило надежность компьютерных систем.

Использование же специальных мощных полевых транзисторов (англ. metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET — МОП, металл-оксид-полупроводник ), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)), дополнительно уменьшила потери. Использование таких транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения, уменьшить требования к системам охлаждения транзисторов, уменьшить локальные нагревы материнской платы.

В дальнейшем модификации подверглась и сама топология печатной платы. В частности, конструкторы удвоили толщину слоя меди в слоях питания и заземления.

О улучшении характеристик материнских плат благодаря удвоению толщины слоя меди в проводниках питания и заземления —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2